James Webb detecta elementos pesados em galáxias 700 milhões de anos após o Big Bang

O Telescópio James Webb, lançado em 2021, detectou a presença de elementos químicos mais pesados que hidrogênio e hélio em três galáxias que existiam apenas 700 milhões de anos após o Big Bang. A descoberta, publicada na revista Nature Astronomy, sugere que a formação e a dispersão desses elementos ocorreram muito mais cedo na história do universo do que se pensava.

O universo primordial, logo após o Big Bang, há cerca de 13,8 bilhões de anos, era composto predominantemente por hidrogênio e hélio. Acredita-se que esses elementos mais leves se agruparam sob a força da gravidade, formando nuvens densas que, sob extrema pressão e calor, deram origem às primeiras estrelas. Essas estrelas, conhecidas como "estrelas de População III", seriam as responsáveis por forjar elementos mais pesados e espalhá-los pelo cosmos.

Evidências de elementos pesados precoces

As novas observações do James Webb mostram que, apenas 700 milhões de anos após o Big Bang, as galáxias já exibiam em seus arredores gases contendo carbono, oxigênio e silício. Esses elementos, mais densos que hidrogênio e hélio, são essenciais para a formação de planetas rochosos e, consequentemente, para a vida como a conhecemos.

A presença desses "metais" (termo usado na astronomia para todos os elementos mais pesados que o hélio) tão cedo na história cósmica indica que o ciclo de matéria enriquecida já estava em andamento. Isso significa que as primeiras estrelas já haviam nascido, processado esses elementos e os dispersado para o meio intergaláctico.

Implicações para as primeiras estrelas

A rápida dispersão de elementos pesados pode explicar um antigo mistério da cosmologia: a ausência de observações diretas de estrelas de População III. Se essas primeiras estrelas foram eficientes em enriquecer o universo com elementos mais pesados em um período relativamente curto, elas podem ter se formado e evoluído rapidamente, deixando poucas ou nenhuma evidência observacional direta.

A descoberta desafia modelos anteriores que previam um período mais longo de formação estelar composta apenas por hidrogênio e hélio antes do surgimento de elementos mais complexos. A capacidade do James Webb de observar a luz de galáxias muito distantes, que viajou por bilhões de anos, tem sido crucial para desvendar essas fases iniciais do universo.

O estudo aponta para um ciclo de matéria mais dinâmico e rápido nos primórdios do cosmos, com elementos pesados sendo reciclados e incorporados em novas gerações de estrelas e galáxias em um tempo menor do que se imaginava. Isso abre novas frentes de pesquisa sobre a evolução química e estrutural das primeiras formações cósmicas.